柏林洪堡大學(xué)和萊布尼茨動物園和野生動物研究所 (Leibniz-IZW) 的一個研究小組開發(fā)了一種基于代理的計算機(jī)模型來模擬精子細(xì)胞通過女性生殖道的旅程?？梢栽诓皇褂脛游飳?shí)驗(yàn)的情況下確定成功傳輸?shù)年P(guān)鍵因素，并發(fā)表在科學(xué)期刊“PLoS 計算生物學(xué)”上。
在野生動物物種交配期間，雄性將數(shù)百萬個精子轉(zhuǎn)移到雌性生殖道中。在通往卵細(xì)胞的途中，精子必須通過生殖道。實(shí)際上，很少有精子細(xì)胞能夠成功穿過并到達(dá)卵細(xì)胞附近。那些這樣做的人將適應(yīng)受精。精子選擇以及繁殖成功的機(jī)制在很大程度上是未知的，因?yàn)槌鲇趥惱砗蛯?shí)際原因，它們在活生物體中的實(shí)驗(yàn)研究非常困難。在物種特異性生殖系統(tǒng)的背景下，更深入地了解有利于精子成功遷移和選擇的因素，將具有重要的基礎(chǔ)和應(yīng)用價值，
科學(xué)家團(tuán)隊(duì)開發(fā)了哺乳動物女性生殖道的時空計算機(jī)模擬模型，其中單個精子細(xì)胞被視為獨(dú)立的代理，配備了一組指定具體屬性的生物物理特征，并遵守特定的運(yùn)動規(guī)則和與女性的互動生殖道。第一次實(shí)施使用了牛生殖道幾何形狀的數(shù)據(jù)以及在試管中觀察到的牛精子的生物物理特性和精子運(yùn)動原理。因此，精子優(yōu)先向流體流游動(正趨化性)并沿壁結(jié)構(gòu)移動(趨向性)。
為了確保該模型在描繪精子和女性生殖道之間相互作用的顯著特征方面具有合理的真實(shí)性，將模擬結(jié)果與來自牛的已發(fā)表數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。模擬結(jié)果表明與觀察到的實(shí)際到達(dá)輸卵管入口的精子的時間和數(shù)量密切匹配。
正如預(yù)期的那樣，我們發(fā)現(xiàn)精子的物理特性(例如速度和方向穩(wěn)定性)對于成功的精子至關(guān)重要。此外，抵抗宮頸分泌物粘液流動的能力以及精子與生殖道上皮壁對齊的能力對精子成功輸送到輸卵管的機(jī)會產(chǎn)生了巨大影響。 ”
標(biāo)簽： 精子
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